水泥混凝土路面错台三维检测硬件系统设计与实现

发布时间：2017-06-08 01:16

  本文关键词：水泥混凝土路面错台三维检测硬件系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水泥混凝土路面由于其使用年限较长，养护费用低，材料质量和来源较易保证，，能源总消耗小等优点，已经取得了迅速的发展。然而由于其在设计、施工、养护及运营等方面仍存在着一系列技术问题，使得该种路面早期病害屡见不鲜，错台就是其中重要的一种，本文针对水泥混凝土路面错台三维检测技术的硬件系统设计进行了深入的研究，重点研究了系统设计原理、硬件设备选型及其连接方法、硬件驱动电路设计、驱动控制软件设计和GPS串口通信设计等内容。 文中在深入分析已有水泥混凝土路面错台检测技术的基础上，对传统点阵激光三角检测法在道路检测这一领域的应用进行了深入的探讨，在此基础上在提出了适合本系统的检测方案--利用线阵激光及面阵CCD相机检测水泥路面错台。根据此检测方案设计了水泥混凝土路面错台硬件检测系统，明确了系统中各模块的功能与组成，给出了各个模块的硬件设备选型及其之间的连接方式，连接各个设备，搭建出完整的硬件系统检测平台。然后，以STC89C52为中央处理单元，设计出了电机驱动控制电路，根据电机运动流程设计出了电机驱动下位机软件，并在Visual Studio2008开发环境中设计并实现了上位机与下位机之间的通信及GPS定位模块。最后给出了系统实际操作全过程，并提出了系统操作使用注意事项及其可能改进的地方，为该系统的实际应用与推广打下了基础。 本文设计的水泥混凝土路面错台三维硬件检测系统，结构简单、精度高、速度快，实现了错台的实时在线检测。对系统各模块设计封装以后，大大缩小了设备所占用的空间，很好的适应了系统设计的空间要求。同时，封装后为系统现场安装和调试带来便利，提高了系统的可靠性和安全性，也为户外移动操作提供了方便。
【关键词】：错台检测 单片机 步进电机 串口通信 GPS
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP368.1;U416.216
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究状况与现有检测技术9-14
• 1.2.1 国内外研究现状9-10
• 1.2.2 现有检测技术10-14
• 1.3 论文主要研究内容与章节安排14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 水泥混凝土路面错台三维检测系统总体设计16-22
• 2.1 系统检测原理16-18
• 2.2 系统架构布局设计18
• 2.3 水泥混凝土路面错台三维检测系统硬件结构总体框图18-20
• 2.3.1 电源模块19
• 2.3.2 图像采集模块19
• 2.3.3 步进电机驱动模块19-20
• 2.3.4 相机外触发模块20
• 2.3.5 步进电机驱动器控制模块20
• 2.3.6 GPS 定位模块20
• 2.4 水泥混凝土路面错台三维检测系统检测流程20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 水泥混凝土路面错台检测硬件系统设计22-50
• 3.1 系统硬件设备选型及其特点22-32
• 3.2 硬件驱动电路设计32-43
• 3.2.1 Altium Designer 电路设计环境介绍32
• 3.2.2 硬件驱动电路原理图设计32-41
• 3.2.3 驱动电路 PCB 设计及制板41-43
• 3.3 系统设备连接43-48
• 3.3.1 图像采集模块43-44
• 3.3.2 步进电机与步进电机驱动器的连接44
• 3.3.3 线路板与步进电机驱动器的连接44-45
• 3.3.4 相机外触发接线45-46
• 3.3.5 相机与编码器的连接46-47
• 3.3.6 编码器电源连接47
• 3.3.7 线路板电源的连接47-48
• 3.4 系统设备封装48
• 3.5 本章小结48-50
• 第四章 硬件驱动控制软件设计50-63
• 4.1 步进电机驱动控制下位机软件设计50-56
• 4.1.1 Keil C51 软件开发平台介绍50
• 4.1.2 下位机软件开发设计思路50-51
• 4.1.3 软件设计具体实现过程51-56
• 4.2 VC++串口通信设计56-62
• 4.2.1 串口通信编程介绍56
• 4.2.2 单片机与 PC 机串口通信设计56-58
• 4.2.3 GPS 串口通信设计58-62
• 4.3 本章小结62-63
• 第五章 水泥混凝土路面错台三维检测系统实验操作过程63-67
• 5.1 系统检测实验过程与结果63-66
• 5.2 系统使用注意事项66
• 5.3 系统扩展66
• 5.4 本章小结66-67
• 结论67-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间获得的研究成果71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 陈锋;陈五一;陈志同;;基于激光三角法的CBN杯形砂轮表面形貌检测[J];北京航空航天大学学报;2011年10期

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3 王兴文,林丽,赵继民;接缝的设置对水泥混凝土路面影响[J];黑龙江水利科技;2004年01期

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  本文关键词：水泥混凝土路面错台三维检测硬件系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：430930